Bunkové dýchanie u ľudí

Definícia

Bunkové dýchanie, známe tiež ako aeróbne (zo starogréckeho slova „vzduch“ - vzduch), označuje u ľudí rozklad živín, ako sú glukóza alebo mastné kyseliny, so spotrebou kyslíka (O2) na výrobu energie, ktorá je nevyhnutná pre prežitie buniek. Počas tohto procesu sa živiny oxidujú, tj. Vydávajú elektróny, zatiaľ čo kyslík sa redukuje, čo znamená, že absorbuje elektróny. Konečnými produktmi, ktoré sa tvoria z kyslíka a živín, sú oxid uhličitý (CO2) a voda (H2O).

Funkcia a úlohy bunkového dýchania

Všetky procesy v ľudskom tele si vyžadujú energiu. Fyzický pohyb, mozog funkcie, porazenie srdce, výroba slina or vlasy a dokonca aj trávenie si vyžaduje energiu, aby mohla prebehnúť. Telo navyše potrebuje na prežitie kyslík.

Tu má bunkové dýchanie mimoriadny význam. Pomocou tohto a plynného kyslíka je telo schopné spaľovať látky bohaté na energiu a produkovať potrebnú energiu. Samotný kyslík nám nedodáva energiu, ale je potrebný na uskutočnenie chemických spaľovacích procesov v tele, a je preto nevyhnutný pre naše prežitie.

Telo pozná veľa rôznych druhov zdrojov energie:

• Glukóza (cukor) je hlavným zdrojom energie a základným stavebným kameňom, ako aj konečný produkt štiepený zo všetkých škrobových potravín
• Mastné kyseliny a glycerín sú konečnými produktmi štiepenia tukov a môžu sa tiež použiť pri výrobe energie
• Poslednou skupinou zdrojov energie sú aminokyseliny, ktoré sú produktom štiepenia bielkovín. Po určitej transformácii v tele sa potom môžu použiť aj na bunkové dýchanie, a teda na výrobu energie

Zdrojom energie, ktorý ľudský organizmus najviac využíva, je glukóza. Existuje reťazec reakcií, ktoré pri spotrebe kyslíka nakoniec vedú k produktom CO2 a H2O.

Tento proces zahŕňa glykolýzu, tj štiepenie glukózy a prenos produktu pyruvát prechodom acetyl-CoA do citrátového cyklu (synonymum: cyklus kyseliny citrónovej alebo tiež rakovina cyklu). Tento cyklus zahŕňa aj produkty štiepenia ďalších výživných látok, ako sú aminokyseliny alebo mastné kyseliny. Proces, pri ktorom sa mastné kyseliny „drvia“, aby tiež mohli prúdiť do citrátového cyklu, sa nazýva beta-oxidácia.

Citrátový cyklus je teda akýmsi zásobovacím bodom, kde môžu byť všetky zdroje energie dodávané do energetického metabolizmu. Cyklus sa koná v mitochondrie„energetické elektrárne“ ľudských buniek. Počas všetkých týchto procesov sa energia vo forme ATP čiastočne spotrebúva, ale už vyrába, ako je to napríklad v prípade glykolýzy.

Okrem toho sa vytvárajú prevažne ďalšie medzisklady energie (napr. NADH, FADH2), ktoré svoju funkciu medziskladu energie plnia až pri výrobe energie. Tieto prechodné zásobné molekuly potom prúdia do posledného kroku bunkového dýchania, konkrétne do kroku oxidačnej fosforylácie alebo tiež nazývaného dýchací reťazec. Toto je krok, ku ktorému sa doteraz dopracovali všetky procesy.

Dýchací reťazec, ktorý tiež prebieha v mitochondrie, opäť pozostáva z niekoľkých krokov, v ktorých sa energeticky bohaté medziskladové molekuly používajú na výrobu univerzálneho nosiča energie ATP. Celkovo vedie degradácia jednej molekuly glukózy k celkovo 32 molekulám ATP. Dýchací reťazec obsahuje rôzne proteínové komplexy, ktoré tu zohrávajú veľmi zaujímavú úlohu.

Fungujú ako pumpy, ktoré pri spotrebovaní medziskladových molekúl pumpujú protóny (ióny H +) do dutiny mitochondriálnej dvojitej membrány, takže je tu vysoká koncentrácia protónov. To spôsobí koncentračný gradient medzi medzimembránovým priestorom a mitochondriálnou matricou. Pomocou tohto gradientu sa nakoniec vytvorí molekula proteínu, ktorá funguje podobne ako akási vodná turbína. Na základe tohto gradientu protónov proteín syntetizuje molekulu ATP z ADP a fosfátovej skupiny.